KR102296926B1 - 감도가 높은 포스-터치 센서 및 버튼리스 단말기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감도가 높은 포스-터치 센서 및 버튼리스 단말기에 관한 것으로서, 본 발명의 단말기는, 터치스크린 표시장치, 상기 터치스크린 표시장치를 수용하기 위한 프레임 및 상기 프레임 상에 구비되어 단말기에 가해지는 터치 압력을 인식하는 포스-터치 패널을 포함하고, 상기 포스-터치 패널은, 제1기판 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 및 제2기판 상에서 상기 제1 전극 및 제2 전극과의 대향면에 배치되며 주변부 보다 중심쪽이 볼록한 돌출형 탄성 저항체를 포함하고, 상기 단말기 측면에 물리적 버튼 없이, 상기 포스-터치 패널로의 압력에 의해 버튼 기능을 수행한다.
Description
본 발명은 단말기의 구조에 관한 것으로, 측면으로 연장된 터치 패널 하부에 적용된 포스-터치 센서가 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하여 물리적/기계적 버튼 없이도 원활한 버튼 기능의 수행이 가능한 버튼리스 단말기에 관한 것이다.
스마트폰 등의 단말기에는 대부분 볼륨키, 전원키, 홈키 등을 위한 다수의 물리적 버튼이 구비된다. 이러한 물리적 버튼은 돌출된 메탈을 누르는 방식, 피에조 센서를 이용해 압력을 인식하는 방식 등이 있다. 최근에는 포스 터치 센서를 이용하는 경우가 있다.
그러나, 종래의 단말기에서 볼륨키, 전원키 등이 포스 터치 센서를 이용하여 구현하기 위하여, 단말기 에지 부분의 굴곡부에 포스 터치 센서를 설치할 때 안정된 동작이 보장되지 않으며, 단말기 프레임과 디스플레이 패널 사이에 포스 터치 센서를 구비함에 있어서 포스 터치 센서의 상하 기판 사이의 에어 갭이 커서 단말기 부피를 크게하고 포스 터치에 대한 민감도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 구동 전극들과 탄성 저항체(또는 압전 저항체) 간의 간극을 줄여 민감도를 높인 새로운 구조의 포스-터치 센서, 및 디스플레이 패널의 측면이 연장된 굴곡형 디스플레이 및 측면이 연장되지 않은 평판형 디스플레이 모두에 적용되어, 단말기의 측면으로 연장된 터치 패널 하부에 상기 포스-터치 센서를 적용하여 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하여 물리적/기계적 버튼 없이도 단말기 측면에서의 볼륨키, 전원키 등을 위한 원활한 버튼 기능의 수행이 가능한 버튼리스 단말기를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 단말기는, 터치스크린 표시장치; 상기 터치스크린 표시장치를 수용하기 위한 프레임; 및 상기 프레임 상에 구비되어 단말기에 가해지는 터치 압력을 인식하는 포스-터치 패널을 포함하고, 상기 포스-터치 패널은, 제1기판 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 및 제2기판 상에서 상기 제1 전극 및 제2 전극과의 대향면에 배치되며 주변부 보다 중심쪽이 볼록한 돌출형 탄성 저항체를 포함하고, 상기 단말기 측면에 물리적 버튼 없이, 상기 포스-터치 패널로의 압력에 의해 버튼 기능을 수행한다.
상기 프레임은 단말기 가장자리에 볼록부를 포함하고, 상기 포스-터치 패널의 상기 돌출형 탄성 저항체 중 적어도 일부는 상기 볼록부 상에 배치된다.
상기 포스-터치 패널은 단말기의 라운드형 모서리 주위에 설치되고, 상기 포스-터치 패널은, 단말기 상면 단부의 평평한 면에서 연장된 상기 라운드형 모서리 및 상기 평평한 면에 대해 가해진 상기 터치 압력을 인식해 상기 버튼 기능을 수행한다.
상기 포스-터치 패널은, 상기 단말기 측면 상의 하나 이상의 터치 위치에서 임계치 이상의 압력을 받으면 해당 위치에 미리 정한 버튼 기능을 수행한다.
상기 터치스크린 표시장치는, 단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 연장된 측면 부분까지 디스플레이가 이루어지는 굴곡형 디스플레이 패널, 또는 상기 단말기 상면에만 디스플레이가 이루어지는 평판형 디스플레이 패널을 포함한다.
상기 터치스크린 표시장치는, 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치되며, 단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 연장된 측면부분을 포함하는 터치 패널을 포함한다.
상기 단말기 측면으로의 상기 터치 압력에 대하여, 상기 터치 패널에 의해 인식된 터치 위치와 상기 포스-터치 패널에 의해 인식된 압력에 의해, 미리 정한 버튼 기능을 수행한다.
상기 단말기 측면으로의 상기 터치 압력의 강도에 따라 상기 포스-터치 패널의 하나의 포스-터치 버튼 부분이 서로 다른 버튼 기능을 수행할 수 있다.
상기 포스-터치 패널은, 각각의 버튼 기능을 수행하는 복수의 포스-터치 버튼 부분을 포함하고, 상기 복수의 포스-터치 버튼 부분이 각각, 상기 돌출형 탄성 저항체 및 상기 단말기 측면으로의 상기 압력에 의하여 상기 돌출형 탄성 저항체와 접촉되는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 포스-터치 패널은, 제1기판; 제2기판; 상기 제1기판 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극구조체; 및 상기 제2기판 상에서 상기 전극구조체와의 대향면에 배치되며 주변부 보다 중심쪽이 볼록한 탄성 저항체를 포함하고, 상기 탄성 저항체는, 터치 압력에 의하여 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 한쌍 이상과 접촉되는 돌출부를 포함한다.
상기 포스-터치 패널은, 상기 제2기판과 상기 탄성 저항체 사이에 형성된 보조부재를 더 포함하고, 상기 탄성 저항체는, 상기 보조부재를 덮도록 형성되며, 상기 탄성 저항체는, 상기 보조부재의 위치에 형성된 상기 돌출부, 및 상기 돌출부와 단차가 있는 주변부를 포함한다.
상기 포스-터치 패널은, 상기 탄성 저항체와 마주보며, 상기 제1기판과 상기 전극구조체 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며, 상기 절연층은 상기 돌출부와 대응되는 위치에 오목부가 형성되어 있다.
상기 오목부는, 상기 절연층의 두께 전체가 완전히 제거된 형태 또는 상기 절연층의 일부 두께가 남아 있는 형태를 포함한다.
상기 포스-터치 패널은, 상기 돌출부와 대응되도록, 상기 제2기판의 상기 대향면의 반대면에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 포스-터치 패널은, 상기 돌출부와 대응되는 위치에서, 상기 제1기판과 상기 전극구조체 사이에 형성되는 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 포스-터치 센서 및 이를 적용한 버튼리스 단말기에 따르면, 단말기 에지 부분의 굴곡부에 포스 터치 센서를 설치할 때에도 안정된 동작을 보장할 수 있으며, 단말기 프레임과 디스플레이 패널 사이에 포스 터치 센서를 구비함에 있어서 구동 전극들과 탄성 저항체(또는 압전 저항체) 간의 간극을 줄여 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하도록 민감도를 높이며 부피를 작게하여 슬림화 및 컴팩트화에 유리하게 하였다. 또한, 단말기의 측면으로 연장된 터치 패널 하부에 상기 포스-터치 센서를 적용하여 물리적/기계적 버튼 없이도 단말기 측면에서의 볼륨키, 전원키 등을 위한 원활한 버튼 기능의 수행이 가능하다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부도면은, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 AB 사이를 절단한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 포스-터치 패널(100)의 상부측에서 내려다 본 도면으로서 내부 구조를 보여준다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 포스-터치 버튼 부분(400)에 대한 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 A1 B1 사이의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)의 구조에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제2 실시예의 포스-터치 패널(120)의 구조에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)의 구조에 대한 단면도이다.
도 7는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)의 구조에 대한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 상기 실시예들의 포스-터치 패널들의 성능 실험 결과의 그래프이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 AB 사이를 절단한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 포스-터치 패널(100)의 상부측에서 내려다 본 도면으로서 내부 구조를 보여준다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 포스-터치 버튼 부분(400)에 대한 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 A1 B1 사이의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)의 구조에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제2 실시예의 포스-터치 패널(120)의 구조에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)의 구조에 대한 단면도이다.
도 7는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)의 구조에 대한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 상기 실시예들의 포스-터치 패널들의 성능 실험 결과의 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)에 대한 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)는, 터치스크린 표시장치(500), 터치스크린 표시장치(500)를 적절히 고정되도록 수용하기 위한 단말기 프레임(600), 및 프레임(600) 상에 구비되어 단말기에 가해지는 터치 압력을 인식하는 포스-터치 패널(100)을 포함한다. 터치스크린 표시장치(500) 위에는 보호 필름이나 보호 유리 등이 형성되어 하부 구조물이 보호되도록 할 수 있다.
여기서, 버튼리스 단말기(1000)는, 스마트폰, 개인정보단말기(PDA), 게임기, 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등 다양한 전자통신 장치일 수 있으며, 그 밖에 화면이 터치스크린 표시장치(500)를 포함하는 다양한 단말기일 수 있다.
본 발명의 포스-터치 패널(100)은 단말기 측면에 물리적 버튼 없이도 도 1과 같이 주로 단말기 측면쪽에 설치되는 포스-터치 패널(100)로 가해지는 터치 압력에 의해 버튼 기능을 수행하도록 한다.
도 1에서, 포스-터치 패널(100)은 단말기(1000)의 우측 측면쪽에 설치된 것을 도시하였지만, 이에 한정되지 않으며, 포스-터치 패널(100)은 단말기(1000)의 상하좌우 측면 중 어느 위치에라도 설치될 수 있다.
도 2는 도 1의 AB 사이를 절단한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 단말기 프레임(600)은 단말기 가장자리에 형성된 볼록부(550)를 포함한다. 볼록부(550)는 포스-터치 패널(100)에 대응되도록 하나의 구성 단위(예, 높이 0.1mm이상, 가로/세로 0.1~0.5mm)씩 소정의 간격으로 이격되어 설치될 수 있으며, 또는 레일 형태(예, 높이 0.1mm이상, 단방향 0.1~0.5mm, 장방향 50mm 이상 또는 프레임 전체길이)로 각 단말기 측면부에 한 군데 이상 형성될 수도 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 포스-터치 패널(100)의 상부측에서 내려다 본 도면으로서 내부 구조를 보여준다.
도 3a와 같이 포스-터치 패널(100)은 하나의 구성 단위(적어도 제1전극(11), 제2전극(12), 및 탄성 저항체(22)를 포함하는 구성)씩 소정의 간격으로 이격되어 설치될 수 있으며, 또는 일차원/이차원 어레이 형태로 제작된 어레이 형태를 각 단말기 측면부에 하나 이상 설치될 수도 있다. 즉, 포스-터치 패널(100)은 각각의 버튼 기능을 수행하기 위한 복수의 포스-터치 버튼 부분을 포함한다.
도 2에서, 볼록부(550)는, 단말기 가장자리에 단말기 상면에 해당하는 평평한 부분의 끝에 설치되고 라운드형 모서리까지는 내려가지 않는 형태이거나, 평평한 부분의 끝 일부에서 시작하여 라운드형 모서리까지 일부가 내려간 형태일 수도 있으며, 경우에 따라서는 평평한 부분의 끝 보다 내려와 라운드형 모서리 부분에 설치된 형태일 수도 있다.
포스-터치 패널(100)(또는 하기 하는 바와 같이 돌출형 탄성 저항체(22))은, 프레임 볼록부(550) 위에 배치된다. 좀 더 자세하게는, 포스-터치 패널(100)의 돌출형 탄성 저항체(22) 중 적어도 일부는 볼록부(550) 상에 배치된다. 즉, 포스-터치 패널(100)(또는 하기 하는 바와 같이 돌출형 탄성 저항체(22))은, 그 전체가 볼록부(550) 상에 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서는, 그 일부가 볼록부(550) 상에 배치되고 나머지는 단말기 프레임(600)의 라운드형 모서리 상에 배치될 수 있다. 단말기 프레임(600)과 포스-터치 패널(100) 사이의 빈 공간에는 충진재, 예를 들어, 아크릴 폼, 고무 폼(foam) 등의 재질에 양면이 접착성이 있는 폼테이프(foam tape) 등으로 고정하며 완충재 역할을 하도록 할 수 있다.
이와 같이 포스-터치 패널(100)(또는 하기 하는 바와 같이 돌출형 탄성 저항체(22))은, 단말기(1000)의 라운드형 모서리 주위에 설치된다. 또한, 이와 같은 포스-터치 패널(100)의 설치는, 도 8a ~ 도 8d의 실험 결과와 같이, 단말기 상면 단부의 평평한 면에서 연장된 상기 라운드형 모서리에 대해 가해진 터치(에지 터치) 및 상기 단말기 상면 단부의 평평한 면에 대해 가해진 터치(플랫 터치)의 터치 압력을 모두 인식해 버튼 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.
터치스크린 표시장치(500)는 디스플레이 패널(200)과 터치 패널(300)을 포함한다. 단말기 프레임(600)과 터치스크린 표시장치(500) 사이의 빈 공간에는 충진재, 예를 들어, 아크릴 폼, 고무 폼(foam) 등의 재질에 양면이 접착성이 있는 폼테이프(foam tape) 등으로 터치스크린 표시장치(500)를 고정하며 완충재 역할을 하도록 할 수 있다.
디스플레이 패널(200)은 단말기(1000) 화면 쪽의 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 연장된 측면 부분까지 디스플레이가 이루어지는 굴곡형 디스플레이 패널을 적용한 방식, 또는 단말기(1000) 화면 쪽의 상면에만 디스플레이가 이루어지는 평판형 디스플레이 패널을 적용한 방식일 수 있다. 디스플레이 패널(200)은, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 다양한 디스플레이 패널일 수 있다.
터치 패널(300)은 디스플레이 패널(200) 상에 (손가락 등) 터치 위치를 감지하기 위하여 결합된다. 도 2에는, 디스플레이 패널(200)과 터치 패널(300)이 모두 동일하게 단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 측면 부분까지 연장되는 형태를 도시하였다. 이외에도 경우에 따라서는 디스플레이 패널(200)은 평판 형태로 단말기 상면의 수평면 상의 상면에만 있고 터치 패널(300)만이 단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 측면 부분까지 연장되는 형태가 될 수도 있다.
터치 패널(300)은 정전용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 광학 방식 등의 다양한 방식으로 구동되는 구조일 수 있다. 제어장치(도시되지 않음)를 통해, 영상 신호를 처리하여 디스플레이 패널(200)을 구동해 화면을 디스플레이하며, 터치 패널(300)에 터치된 터치 위치를 인식하기 위하여, 플렉서블 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)으로 연결된 터치 패널(300)로 송신 신호를 송신하고 터치 패널(300)로부터 수신 신호를 수신하여, 터치 패널(300)에 터치된 터치 위치에 대한 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 디스플레이 패널(200), 터치 패널(300)에 대하여는 잘 알려져 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
이와 함께, 특히, 단말기(1000)의 위와 같은 측면 부분의 터치에 대하여, 저항 변화를 인식하고 전기적 신호를 발생하도록 하기 위하여 포스-터치 패널(100)은 플렉서블 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)을 통해 제어장치(도시되지 않음)와 연결될 수 있다. 제어장치(도시되지 않음)는 이를 통해 포스-터치 패널(100)의 전극들로 필요한 신호(들)를 전달하거나 포스-터치 패널(100)의 전극들로부터 출력 신호를 수신한다. 포스-터치 패널(100)에서 발생되는 전기적 신호는 제어장치(도시되지 않음)로 전달되어 포스-터치의 압력 인식이 이루어지도록 처리될 수 있다.
본 발명은, 단말기(1000) 측면 부분의 터치에 대하여, 제어장치(도시되지 않음)를 통해, 포스-터치 패널(100)에 의한 압력의 인식으로, 버튼 기능을 수행하도록 하였다. 이외에도 터치스크린 표시장치(500)의 터치 패널(300)에 의한 터치 위치의 인식을 상기 버튼 기능에 활용할 수 있다. 제어장치(도시되지 않음)는 반도체 프로세서와 같은 하드웨어, 응용 프로그램과 같은 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다.
포스-터치 패널(100)은, 각각의 버튼 기능을 수행하기 위한 복수개의 포스-터치 버튼 부분을 포함하고, 단말기(1000) 측면 부분 상의 각각의 위치의 포스-터치 버튼 부분을 통하여, 하나 이상의 터치 위치에서 임계치 이상의 압력을 받으면 해당 위치에 미리 정한 버튼 기능(예, 볼륨, 증감(+/-), 전원, 홈키 등)을 수행할 수 있다.
도 2와 같이, 단말기 측면으로 연장되는 터치 패널(300)이 포스-터치 패널(100) 수직 위로 존재하는 경우에, 단말기(1000) 측면으로의 터치 압력에 대하여, 터치 패널(300)에 의해 인식된 터치 위치와 포스-터치 패널(100)에 의해 인식된 압력에 의해, 미리 정한 버튼 기능을 수행할 수도 있다. 즉, 단말기(1000) 측면에는 물리적 버튼을 구비하지 않아도, 단말기(1000)의 측면 부분에서 터치 동작에 따라, 터치스크린 표시장치(500)의 터치 패널(300)에 터치 입력에 의한 해당 신호 발생과 포스-터치 패널(100)로의 압력에 의한 해당 신호 발생에 의해, 포스-터치 패널(100) 상의 단말기(1000) 측면 다수 부분에서 터치에 대해 버튼 기능(예, 볼륨, 증감(+/-), 전원, 홈키 등)을 수행하도록 할 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 물리적/기계적 버튼 없이, 단말기(1000) 측면, 즉, 터치스크린 표시장치(500)의 터치 패널(300)이 측면으로 연장된 측면 부분의 터치에 대하여, 볼륨, 증감(+/-), 전원, 홈키 등 다양한 버튼 기능이 이루어질 수 있도록, 터치스크린 표시장치(500)의 터치 패널(300)에 의한 터치 위치의 인식 및 포스-터치 패널(100)에 의한 임계치 이상의 압력의 인식을 융합할 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 버튼 기능은 간단한 온오프 기능이 이루어지는 것과 함께, 경우에 따라서는 임계치 이상의 압력과 함께 소정의 시간 동안 상기 터치가 이루어지는 경우에는, 단축키 형태로 미리 정해진 복합 기능이 즉시 실행되도록 설계될 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)는, 디스플레이 패널(200)의 측면이 연장된 굴곡형 디스플레이 및 측면이 연장되지 않은 평판형 디스플레이 모두에 적용될 수 있는, 포스-터치 패널(100)을 구비하며, 단말기의 측면으로 연장된 터치 패널(300) 하부에 포스-터치 패널(100)을 적용하여 물리적/기계적 버튼 없이도 단말기 측면에서의 볼륨키, 전원키 등을 위한 원활한 버튼 기능의 수행이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)는, 단말기 가장자리(에지) 부분의 굴곡부(라운드형 모서리)에 포스-터치 패널(100)로 구현되는 포스-터치 센서를 설치할 때에도 안정된 동작을 보장할 수 있으며, 단말기 프레임(600)과 디스플레이 패널(200)/터치패널(300) 사이에 포스-터치 패널(100)을 구비함에 있어서 구동 전극들과 탄성 저항체(또는 압전 저항체) 간의 간극을 줄여 작은 하중에서도 센싱이 가능하도록 민감도를 높이며 부피를 작게하여 슬림화 및 컴팩트화에 유리하게 하였다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 포스-터치 버튼 부분(400)에 대한 사시도이다.
도 3b를 참조하면, 포스-터치 패널(100)은, 각각의 포스-터치 버튼 부분(400)에, 제1기판(도 4의 10 참조) 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극(11) 및 제2 전극(12), 및 제2기판(도 4의 20 참조) 상에서 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과의 대향면에 배치되며 주변부(53) 보다 중심쪽 돌출부(52)가 볼록한 돌출형 탄성 저항체(22)를 포함한다.
즉, 포스-터치 패널(100)은, 각각의 버튼 기능을 수행하기 위한 복수개의 포스-터치 버튼 부분(400)을 포함하고, 단말기(1000) 측면 부분 상의 각각의 위치의 포스-터치 버튼 부분(400)을 통하여, 하나 이상의 터치 위치에서 임계치 이상의 압력을 받으면 해당 위치에 미리 정한 버튼 기능(예, 볼륨, 증감(+/-), 전원, 홈키 등)을 수행할 수 있다. 포스-터치 버튼 부분(400)에서는, 단말기 측면으로의 터치 압력에 의하여, 돌출형 탄성 저항체(22)와 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 접촉됨으로써, 터치 압력을 인식하기 위한 전기적 신호를 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)를 통하여 출력할 수 있다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3a의 포스-터치 패널(100)의 A1 B1 사이의 단면도이다.
도 3c와 같이, 포스-터치 패널(100)은, 제1기판(10), 제2기판(20), 제1기판(10) 상에 상호 이격되어 복수회 교대로 배치된 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)을 포함하는 전극구조체(11, 12), 제2기판(20) 상에서 전극구조체(11, 12)와의 대향면에 배치된 탄성 저항체(22)를 포함한다. 이외에도 포스-터치 패널(100)은, 제1기판(10)과 제2기판(20) 가장자리를 따라 제1기판(10)과 제2기판(20)을 이격시키기 위하여 에지 지지부(30)를 더 포함한다. 에지 지지부(30)는 개스킷(gasket) 형태로서, 아크릴이나 실리콘 계열의 접착 재질이 모두 가능하다.
복수의 제1 전극(11) 패턴들은 전기적으로 연결되어 있으며 복수의 제2 전극(12) 패턴들은 전기적으로 연결되어 있다. 탄성 저항체(22)는 주변부(53) 보다 중심쪽 돌출부(52)가 볼록한 돌출형이며, 돌출부(52)는 터치 압력에 의하여 적어도 제1 전극(11) 및 제2 전극(12) 라인 한쌍 이상과 접촉된다. 터치 압력에 의하여, 포스-터치 버튼 부분(400)에 마련된 탄성 저항체(22)의 중심쪽의 돌출부(52)와 그 외 주변부(53)가 전극구조체(11, 12)와 접촉될 수 있으며, 이에 의해 터치 압력을 인식하기 위한 전기적 신호를 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)를 통하여 출력할 수 있다.
돌출부(52)는 탄성 저항체(22) 재질을 중심쪽에 볼록한 형태를 가지도록 하여 그 외 주변부(53)와 단차가 형성되도록 한 것이며, 돌출부(52)는 탄성 저항체(22) 재질 자체를 돌출부(52) 부분에 복수회 형성하는 방법으로 가능할 뿐만 아니라, 하기하는 바와 같이 보조부재(21)(이외에도 하기하는 바와 같이 도 4,5,6,7의 21, 도 6의 21, 51, 도 7의 21, 61)를 이용하여 구현될 수도 있다.
위에서, 제1 기판(10), 제2기판(20)은 유리, SUS와 같은 내열성, 내화학성이 우수한 경성 재질로 이루어질 수 있으며, 또는 플렉서블한 특성이 우수한 연성 재질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제1 기판(10), 제2기판(20)은 유리, SUS 등으로 이루어질 수도 있고, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), PES(polyether sulfone), PNB(polynorborneen), PP(Polypropylene), PI(Polyimide) 등의 재질일 수도 있다.
또한, 복수의 제1전극(11), 복수의 제2전극(12)은 도전성 금속 재질로 이루어지며, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 박막 전극, 금속 산화물 전극, 감광성 전극 등의 조합에 의해 다양한 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 탄성 저항체(22)는 제1 전극(11)/제2 전극(12)과의 접촉 면적이 증가할수록 저항 값이 감소하는 특성을 가지면서 접착성을 갖는 가변 저항성 물질일 수 있다. 예를 들어, 탄성 저항체(22)는 QTC(quantum tunneling composites), EAP(electro-active polymer), 아크릴(Acrylic) 및 고무(rubber) 계열의 솔벤트(solvent) 중 어느 하나를 기반으로 하는 감압 접착제 재료, 또는 압전 저항(piezo-resistive) 계열의 재료일 수 있다. 상기 압전 저항 계열의 재료는 실리콘 반도체 결정에 외력을 가하면 전도 에너지가 발생하여 전하가 전도 대역으로 이동하면서 비저항이 변화되는 압전 저항 효과를 가진다.
본 발명에서는, 탄성 저항체(22)를 돌출부(52)를 포함하는 돌출형으로 구현하여, 단말기 프레임(600)과 디스플레이 패널(200)/터치 패널(300) 사이에 포스-터치 패널(100)을 구비함에 있어서 구동 전극들인 전극구조체(11, 12)와 탄성 저항체(22) 간의 에어갭(air gap), 즉, 간극을 줄여 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하도록 민감도를 높이며, 이에 따라 부피를 작게하여 슬림화 및 컴팩트화에 유리하게 한다.
포스-터치 패널(100)은, 제2기판(20)과 탄성 저항체(22) 사이에 형성된 보조부재(21)(이외에도 하기하는 바와 같이 도 4,5,6,7의 21, 도 6의 21, 51, 도 7의 21, 61)를 포함한다. 보조부재(21)는 전극구조체(11, 12), 탄성 저항체(22), 절연층(41, 51, 61) 등 다양한 재질로 형성될 수 있지만, 바람직하게는 전극구조체(11, 12)와 같이 전기 전도도가 우수한 도전체로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 탄성 저항체(22)는 보조부재(21)를 덮도록 형성된다. 즉, 보조부재(21) 상의 위치에 형성된 탄성 저항체(22)의 중심부 부분은 돌출부(52)를 형성하며, 보조부재(21)가 없는 부분까지 연장되어 형성된 탄성 저항체(22)의 주변부(53) 부분과 돌출부(52)는 소정의 단차가 있게 된다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포스-터치 패널(100)를 구현하는 다양한 구조를 설명한다.
본 발명의 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다는 것을 다시 한번 밝혀 둔다. 또한, 각 도면에서 구성요소들의 구조, 동작, 기능 등은 다른 도면의 구성 요소들과 결합할 수 있으며, 다만, 특별히 어느 도면의 구성 요소가 별도의 구조, 동작, 기능 등을 독립적으로 가진다는 언급이 있을 때 또는 그 결합이 자연법칙을 따르지 않는 경우에는 그러하지 아니하다.
도 4는 본 발명의 도 1(또는 도 3c)의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)의 구조에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제2 실시예의 포스-터치 패널(120)의 구조에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)의 구조에 대한 단면도이다.
도 7는 본 발명의 도 1의 포스-터치 패널(100)를 구현하는 간략화된 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)의 구조에 대한 단면도이다.
도 4 내지 도 7에서, 포스-터치 패널(110/120/130/140)은, 제1기판(10), 제2기판(20), 제1기판(10) 상에 상호 이격되어 복수회 교대로 배치된 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)을 포함하는 전극구조체(11, 12), 제2기판(20) 상에서 전극구조체(11, 12)와의 대향면에 배치된 탄성 저항체(22)를 포함한다. 이외에도 포스-터치 패널(100)은, 제1기판(10)과 제2기판(20) 가장자리를 따라 제1기판(10)과 제2기판(20)을 이격시키기 위하여 에지 지지부(30)를 더 포함한다. 에지 지지부(30)는 개스킷(gasket) 형태로서, 아크릴이나 실리콘 계열의 접착 재질이 모두 가능하다.
도 4 내지 도 7에서, 제1기판(10)에 부착된 접착부(15) 및 제2기판(20)에 부착된 접착부(25)는, 프레임(600) 및 디스플레이 패널(200)/터치 패널(300)과 접착 고정을 위해, 포스-터치 패널(110/120/130/140) 상부와 하부에 부착된다. 접착부들(15, 25)은 압력에 완충재 역할을 할 수 있는 아크릴 폼, 고무 폼(foam) 등의 재질에 양면이 접착성이 있는 폼테이프(foam tape) 형태일 수 있다.
복수의 제1 전극(11) 패턴들은 전기적으로 연결되어 있으며 복수의 제2 전극(12) 패턴들은 전기적으로 연결되어 있다. 탄성 저항체(22)는 주변부(53) 보다 중심쪽 돌출부(52)가 볼록한 돌출형이며, 돌출부(52)는 터치 압력에 의하여 적어도 제1 전극(11) 및 제2 전극(12) 라인 한쌍 이상과 접촉된다. 터치 압력에 의하여, 포스-터치 버튼 부분(400)에 마련된 탄성 저항체(22)의 중심쪽의 돌출부(52)와 그 외 주변부(53)가 전극구조체(11, 12)와 접촉될 수 있으며, 이에 의해 터치 압력을 인식하기 위한 전기적 신호를 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)를 통하여 출력할 수 있다.
돌출부(52)는 탄성 저항체(22) 재질을 중심쪽에 볼록한 형태를 가지도록 하여 그 외 주변부(53)와 단차가 형성되도록 한 것이며, 돌출부(52)는 탄성 저항체(22) 재질 자체를 돌출부(52) 부분에 복수회 형성하는 방법으로 가능할 뿐만 아니라, 하기하는 바와 같이 보조부재(도 4,5,6,7의 21, 도 6의 21, 51, 도 7의 21, 61)를 이용하여 구현될 수도 있다.
위에서, 제1 기판(10), 제2기판(20)은 유리, SUS와 같은 내열성, 내화학성이 우수한 경성 재질로 이루어질 수 있으며, 또는 플렉서블한 특성이 우수한 연성 재질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제1 기판(10), 제2기판(20)은 유리, SUS 등으로 이루어질 수도 있고, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), PES(polyether sulfone), PNB(polynorborneen), PP(Polypropylene), PI(Polyimide) 등의 재질일 수도 있다.
또한, 복수의 제1전극(11), 복수의 제2전극(12)은 도전성 금속 재질로 이루어지며, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 박막 전극, 금속 산화물 전극, 감광성 전극 등의 조합에 의해 다양한 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 탄성 저항체(22)는 제1 전극(11)/제2 전극(12)과의 접촉 면적이 증가할수록 저항 값이 감소하는 특성을 가지면서 접착성을 갖는 가변 저항성 물질일 수 있다. 예를 들어, 탄성 저항체(22)는 QTC(quantum tunneling composites), EAP(electro-active polymer), 아크릴(Acrylic) 및 고무(rubber) 계열의 솔벤트(solvent) 중 어느 하나를 기반으로 하는 감압 접착제 재료, 또는 압전 저항(piezo-resistive) 계열의 재료일 수 있다. 상기 압전 저항 계열의 재료는 실리콘 반도체 결정에 외력을 가하면 전도 에너지가 발생하여 전하가 전도 대역으로 이동하면서 비저항이 변화되는 압전 저항 효과를 가진다.
본 발명에서는, 탄성 저항체(22)를 돌출부(52)를 포함하는 돌출형으로 구현하여, 단말기 프레임(600)과 디스플레이 패널(200)/터치 패널(300) 사이에 포스-터치 패널(100)을 구비함에 있어서 구동 전극들인 전극구조체(11, 12)와 탄성 저항체(22) 간의 에어갭(air gap), 즉, 간극을 줄여 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하도록 민감도를 높이며, 이에 따라 부피를 작게하여 슬림화 및 컴팩트화에 유리하게 한다.
도 4 내지 도 7에서, 포스-터치 패널(110/120/130/140)은, 제2기판(20)과 탄성 저항체(22) 사이에 형성된 보조부재(21)를 포함한다. 보조부재(21)는 전극구조체(11, 12), 탄성 저항체(22), 절연층(41, 51, 61) 등 다양한 재질로 형성될 수 있지만, 바람직하게는 전극구조체(11, 12)와 같이 전기 전도도가 우수한 도전체로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 탄성 저항체(22)는 보조부재(21)를 덮도록 형성된다. 즉, 보조부재(21) 상의 위치에 형성된 탄성 저항체(22)의 중심부 부분은 돌출부(52)를 형성하며, 보조부재(21)가 없는 부분까지 연장되어 형성된 탄성 저항체(22)의 주변부(53) 부분과 돌출부(52)는 소정의 단차가 있게 된다. 예를 들어, 아래 [표1]의 예에서, 보조부재(21)의 두께 4μm 만큼 상기 단차가 있게 된다.
도 4는 도 1의 포스-터치 패널(100)의 바람직한 실시예를 나타내며, 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)은, 탄성 저항체(22)와 마주보며, 제1기판(10)과 전극구조체(11, 12) 사이에 형성되는 절연층(41)(예, 인쇄형, 또는 감광성 유전체/절연막 등)을 포함할 수 있다. 절연층(41)은 전극구조체(11, 12) 하부에 전체적으로 형성될 수 있고, 아래 [표1]의 예와 같이 두께 2μm 정도로 형성될 수 있다. 제1기판(10), 제2기판(20)의 두께는 20 내지 100μm일 수 있고, 예를 들어, 23, 50, 100μm 중에서 선택될 수 있으며, 아래 예에서 50μm인 경우를 예시하였다. 또한, 에지 지지부(30)의 두께는 20 내지 50μm일 수 있고, 예를 들어, 20, 30, 50μm 중에서 선택될 수 있으며, 아래 예에서 20μm인 경우를 예시하였다.
구분 | 두께(μm) |
접착부(25) | 100 |
제2기판(20) | 50 |
보조재(21) | 4 |
탄성 저항체(22) | 8 |
에지 지지부(30) | 20 |
전극구조체(11, 12) | 4 |
절연층(41) | 2 |
제1기판(10) | 50 |
접착부(15) | 100 |
전체 두께 | 350±10 |
다만, 절연층(41)은 돌출부(52)와 대응되는 위치에 돌출부(52)의 면적보다 작거나 같게 오목부(42)가 형성된 형태로 구현하여, 예를 들어, 돌출부(52)와 전극구조체(11, 12) 간의 에어갭이 어느 정도 형성될 수 있도록 한다. 오목부(42)는, 돌출부(52) 위치에 절연층(41)의 두께 전체가 그 재질이 완전히 제거된 형태인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않으며 경우에 따라서는 절연층(41)의 일부 두께가 남아 있는 형태일 수도 있다. 이와 같은 도 4의 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)과 같이 구현되는 것이 바람직하지만, 도 5와 같이, 제2 실시예의 포스-터치 패널(120)로 구현하는 것도 가능하다. 제2 실시예의 포스-터치 패널(120)은 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)에서 절연층(41)을 제거한 구조이다.
도 6의 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)은, 돌출부(52)와 대응되도록, 전극구조체(11, 12)와의 제2기판(20)의 대향면의 반대면에 형성된 절연층(51)을 포함할 수 있다. 이와 같은 제2기판(20)의 절연층(51)은 돌출부(52)가 더욱 돌출되도록 보조할 수 있다.
절연층(51)은 인쇄형, 또는 감광성 유전체/절연막 등으로 형성될 수 있으며, 보조재(21) 보다 크거나 같은 면적으로 형성될 수 있고, 그 두께는 보조재(21) 보다 작은 두께일 수 있다.
도 6의 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)에서의 제2기판(20)의 절연층(51)은, 도 4의 제1 실시예의 포스-터치 패널(110), 도 5의 제2 실시예의 포스-터치 패널(120), 도 7의 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)에도 포함되도록 적용될 수 있다.
이외에도, 도 7과 같이, 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)은, 돌출부(52)와 대응되는 위치에서, 제1기판(10)과 전극구조체(11, 12) 사이에 형성되는 절연층(61)을 포함할 수 있다.
절연층(61)은 인쇄형, 또는 감광성 유전체/절연막 등으로 형성될 수 있으며, 보조재(21) 보다 작거나 같은 면적으로 형성될 수 있고, 그 두께는 보조재(21) 보다 작은 두께일 수 있다.
도 7의 제4 실시예의 포스-터치 패널(140)에서의 제1기판(10)의 절연층(61)은, 도 5의 제2 실시예의 포스-터치 패널(120), 도 6의 제3 실시예의 포스-터치 패널(130)에도 포함되도록 적용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 상기 실시예들의 포스-터치 패널들(110, 120, 130, 140)의 성능 실험 결과의 그래프이다. 도 8a 내지 도 8d에는 도 2에 표시된 단말기(1000)의 플랫(flat) 위치에서의 터치 압력(도 2의 플랫 터치 참조)과 에지(edge) 위치에서의 터치 압력(도 2의 에지 터치 참조)에 대한 포스-터치 패널(100)에서의 전기적 출력 신호를 ADC(Analog to Digital Converter)로 변환하여, 압력이 없을 때와 비교한 ADC값의 변화(Delta)를 측정한 결과를 나타내었다.
도 2에 표시된 단말기(1000)의 플랫(flat) 위치에서의 플랫 터치의 터치 하중에 따라 (811/831/851/871)과 (812/832/852/872) 사이의 평균 (810/830/850/870)과 같이 포스-터치 패널(100)의 ADC값의 변화(Delta)를 나타내었다. 또한, 도 2에 표시된 단말기(1000)의 에지(edge) 위치에서의 에지 터치의 터치 하중에 따라 (821/841/861/881)과 (822/842/862/882) 사이의 평균 (820/840/860/880)과 같이 포스-터치 패널(100)의 ADC값의 변화(Delta)를 나타내었다.
위에서도 기술한 바와 같이, 이와 같이 포스-터치 패널(100)(또는 돌출형 탄성 저항체(22))은, 단말기(1000)의 라운드형 모서리 주위에 설치됨으로써, 도 8a 내지 도 8d의 실험 결과와 같이 상기 제어장치에 의해 ADC값의 변화(Delta)가 구분될 수 있는 정도로 나타나므로, 단말기 상면 단부의 평평한 면에서 연장된 상기 라운드형 모서리에 대해 가해진 터치(도 2의 에지 터치 참조) 및 상기 단말기 상면 단부의 평평한 면에 대해 가해진 터치(도 2의 플랫 터치 참조)의 터치 압력을 모두 인식해 버튼 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.
도 4의 제1 실시예의 포스-터치 패널(110), 도 5의 제2 실시예의 포스-터치 패널(120), 도 6의 제3 실시예의 포스-터치 패널(130), 및 도 7의 제4 실시예의 포스-터치 패널(140), 전체적으로 30g 이하의 터치 하중에서도 ADC값의 변화(Delta)를 확인할 수 있었으며, 민감도의 산포 확인 결과 제1 실시예의 포스-터치 패널(110)에서 가장 우수하게 나타났으며, 나머지 실시예들에서도 약간의 차이만 있을 뿐 버튼 기능의 구현이 안정적으로 이루어질 수 있는 것으로 나타났다.
도 8a 내지 도 8d과 같이, 상기 제어장치는 포스-터치 패널(100)로의 터치 압력(하중)을 인식할 수 있으며, 압력별, 즉, 터치 압력의 강도에 따라 서로 다른 버튼 기능이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 단말기(1000) 측면, 즉, 터치스크린 표시장치(500)의 터치 패널(300)이 측면으로 연장된 측면 부분의 터치에 대하여, 해당 포스-터치 버튼 부분(400)에 대한 약한 터치 압력의 경우에는 볼륨을 내리는 버튼 기능을 하는 경우에, 강한 터치 압력의 경우에는 볼륨을 올리는 버튼 기능을 하도록 할 수도 있다. 이때 터치 패널(300)에 의한 위치 인식을 기초로 상기 제어장치는 포스-터치 패널(100)로의 터치 압력, 강한 터치 압력을 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 필요한 경우 이와 같은 2단계의 구분된 터치뿐만아니라 소정의 최저 터치 압력 임계치와 최대 터치 압력 임계치 사이를 더 구분하여 3,4,5,.. 단계의 터치 압력을 인식하여 각 단계별 서로 다른 버튼 기능이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 버튼리스 단말기(1000)는, 단말기의 측면으로 연장된 터치 패널(300) 하부에 포스-터치 패널(100)을 적용하여 물리적/기계적 버튼 없이도 단말기 측면에서의 볼륨키, 전원키 등을 위한 원활한 버튼 기능의 수행이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼리스 단말기(1000)는, 단말기 가장자리(에지) 부분의 굴곡부(라운드형 모서리)에 포스-터치 패널(100)로 구현되는 포스-터치 센서를 설치할 때에도 안정된 동작을 보장할 수 있으며, 단말기 프레임(600)과 디스플레이 패널(200)/터치패널(300) 사이에 포스-터치 패널(100)을 구비함에 있어서 구동 전극들과 탄성 저항체(또는 압전 저항체) 간의 간극을 줄여 작은 하중에서도 높은 감도로 센싱이 가능하도록 민감도를 높이며 부피를 작게하여 슬림화 및 컴팩트화에 유리하게 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
포스-터치 패널(100)
디스플레이 패널(200)
터치 패널(300)
터치스크린 표시장치(500)
단말기 프레임(600)
디스플레이 패널(200)
터치 패널(300)
터치스크린 표시장치(500)
단말기 프레임(600)
Claims (15)
- 터치스크린 표시장치;
상기 터치스크린 표시장치를 수용하기 위한 프레임; 및
상기 프레임 상에 구비되어 단말기에 가해지는 터치 압력을 인식하는 포스-터치 패널을 포함하고,
상기 포스-터치 패널은, 제1기판 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 및 제2기판 상에서 상기 제1 전극 및 제2 전극과의 대향면에 배치되며 주변부 보다 중심쪽이 볼록한 돌출형 탄성 저항체를 포함하고,
상기 탄성 저항체는, 터치 압력에 의하여 대향면의 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 한쌍 이상과 접촉되는 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부와 대향하는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 대하여, 상기 주변부와 상기 돌출부 사이에 높이가 다른 단차가 형성되어 있고,
상기 단말기 측면에 물리적 버튼 없이, 상기 포스-터치 패널로의 압력에 의해 버튼 기능을 수행하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 프레임은 단말기 가장자리에 볼록부를 포함하고,
상기 포스-터치 패널의 상기 돌출형 탄성 저항체 중 적어도 일부는 상기 볼록부 상에 배치되는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 포스-터치 패널은 단말기의 라운드형 모서리 주위에 설치되고,
상기 포스-터치 패널은, 단말기 상면 단부의 평평한 면에서 연장된 상기 라운드형 모서리 및 상기 평평한 면에 대해 가해진 상기 터치 압력을 인식해 상기 버튼 기능을 수행하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 포스-터치 패널은, 상기 단말기 측면 상의 하나 이상의 터치 위치에서 임계치 이상의 압력을 받으면 해당 위치에 미리 정한 버튼 기능을 수행하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 터치스크린 표시장치는,
단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 연장된 측면 부분까지 디스플레이가 이루어지는 굴곡형 디스플레이 패널, 또는
상기 단말기 상면에만 디스플레이가 이루어지는 평판형 디스플레이 패널을 포함하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 터치스크린 표시장치는,
디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치되며, 단말기 상면으로부터 가장자리에서 굴곡져 연장된 측면부분을 포함하는 터치 패널
을 포함하는 단말기. - 제6항에 있어서,
상기 단말기 측면으로의 상기 터치 압력에 대하여, 상기 터치 패널에 의해 인식된 터치 위치와 상기 포스-터치 패널에 의해 인식된 압력에 의해, 미리 정한 버튼 기능을 수행하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 단말기 측면으로의 상기 터치 압력의 강도에 따라 상기 포스-터치 패널의 하나의 포스-터치 버튼 부분이 서로 다른 버튼 기능을 수행하는 단말기. - 제1항에 있어서,
상기 포스-터치 패널은,
각각의 버튼 기능을 수행하는 복수의 포스-터치 버튼 부분을 포함하고,
상기 복수의 포스-터치 버튼 부분이 각각,
상기 돌출형 탄성 저항체 및
상기 단말기 측면으로의 상기 압력에 의하여 상기 돌출형 탄성 저항체와 접촉되는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극
을 포함하는 단말기. - 제1기판;
제2기판;
상기 제1기판 상에 상호 이격되어 교대로 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극구조체; 및
상기 제2기판 상에서 상기 전극구조체와의 대향면에 배치되며 주변부 보다 중심쪽이 볼록한 탄성 저항체를 포함하고,
상기 탄성 저항체는, 터치 압력에 의하여 대향면의 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 한쌍 이상과 접촉되는 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부와 대향하는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 대하여, 상기 주변부와 상기 돌출부 사이에 높이가 다른 단차가 형성되어 있는 포스-터치 패널. - 제10항에 있어서,
상기 제2기판과 상기 탄성 저항체 사이에 형성된 보조부재를 더 포함하고,
상기 탄성 저항체는, 상기 보조부재를 덮도록 형성되며,
상기 탄성 저항체는, 상기 보조부재의 위치에 형성된 상기 돌출부, 및 상기 돌출부와 단차가 있는 주변부를 포함하는 포스-터치 패널. - 제10항에 있어서,
상기 탄성 저항체와 마주보며, 상기 제1기판과 상기 전극구조체 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하며,
상기 절연층은 상기 돌출부와 대응되는 위치에 오목부가 형성된 포스-터치 패널. - 제12항에 있어서,
상기 오목부는, 상기 절연층의 두께 전체가 완전히 제거된 형태 또는 상기 절연층의 일부 두께가 남아 있는 형태를 포함하는 포스-터치 패널. - 제10항에 있어서,
상기 돌출부와 대응되도록, 상기 제2기판의 상기 대향면의 반대면에 형성된 절연층을 더 포함하는 포스-터치 패널. - 제10항에 있어서,
상기 돌출부와 대응되는 위치에서, 상기 제1기판과 상기 전극구조체 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하는 포스-터치 패널.
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KR1020200025980A KR102296926B1 (ko) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 감도가 높은 포스-터치 센서 및 버튼리스 단말기 |
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Citations (3)
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KR20090056883A (ko) * | 2007-11-29 | 2009-06-03 | 소니 가부시끼 가이샤 | 가압 검지 센서, 입력 장치 및 전자 기기 |
KR102029902B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2019-10-10 | 일진디스플레이(주) | 포스 터치 모듈을 포함하는 버튼 구조체 |
KR20200014460A (ko) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | 압력 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 |
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2020
- 2020-03-02 KR KR1020200025980A patent/KR102296926B1/ko active IP Right Grant
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